[發(fā)明專利]一種隨鉆防溢管液位監(jiān)測(cè)裝置和監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011092593.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN111927438B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙磊;李香華;徐劍良;歐陽誠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/047
• 分類號(hào): E21B47/047;E21B47/12
• 代理公司: 成都中璽知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51233
• 代理人: 潘銀虎;邢偉

1.一種隨鉆防溢管液位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括：反射單元、激光發(fā)射單元、激光接收單元、處理單元和計(jì)算單元，其中，

反射單元包括n個(gè)反射組件，n≥2，n個(gè)反射組件沿防溢管徑向分布，每個(gè)反射組件都包括滑軌、升降機(jī)構(gòu)和反射板，其中，滑軌豎直設(shè)置在防溢管內(nèi)，反射板設(shè)置在滑軌上并能夠在重力和浮力的作用下沿滑軌上下滑動(dòng)，反射板還能夠在驅(qū)動(dòng)力的作用下沿滑軌上下滑動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)能夠提供所述驅(qū)動(dòng)力；

激光發(fā)射單元安裝在防溢管內(nèi)的第一位置并能夠向所述n個(gè)反射組件的反射板發(fā)射激光，第一位置高于防溢管內(nèi)液面或堆積沉沙的高度；

激光接收單元設(shè)置在防溢管內(nèi)壁的上側(cè)，并能夠接收m個(gè)反射組件的反射板所反射的激光，m≤n；

處理單元能夠?qū)⑺黾す饨邮諉卧邮盏募す膺M(jìn)行處理，得到m個(gè)激光入射角度，m個(gè)激光入射角度能夠與m個(gè)反射組件一一對(duì)應(yīng)，激光入射角度為激光發(fā)射單元發(fā)射的激光與垂線之間的夾角；

計(jì)算單元能夠利用激光入射角度，確定所述m個(gè)反射組件的反射板所表征的液面或堆積沉沙的高度；

所述裝置還包括流量異常判斷單元，流量異常判斷單元能夠確定或的大小，并在或的情況下，判定井口流量異常，其中，

其中，x_i為所述m個(gè)反射組件中第i個(gè)反射板所表征的液面或堆積沉沙的高度，x_i-1為第i-1個(gè)反射板所表征的液面或堆積沉沙的高度，∑x_i為第1至第i個(gè)反射板所表征的液面或堆積沉沙的高度之和，∑x_i-1為第1至第i-1個(gè)反射板所表征的液面或堆積沉沙的高度之和，a為0.12～0.25，b為0.08～0.12。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆防溢管液位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射單元能夠通過發(fā)射激光來掃描所述n個(gè)反射組件的反射板。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨鉆防溢管液位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述反射板的上板面具有一個(gè)反射響應(yīng)點(diǎn)，所述計(jì)算單元利用式1來確定所述m個(gè)反射組件中第i個(gè)反射組件的反射板所表征的液面或堆積沉砂高度，

式1為：

其中，x_i為第i個(gè)反射組件的反射板所表征的液面或堆積沉砂高度，a_i為第一位置與第i個(gè)反射組件的滑軌之間的垂直距離，為第一連線與垂線之間的夾角，為激光入射角度，h_i為反射板厚度，第一連線為連接第一位置和第二位置的直線，第二位置為沿第i個(gè)反射組件的滑軌向下延伸的直線與防溢管內(nèi)壁交匯的位置。

4.據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆防溢管液位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置還包括顯示單元，顯示單元能夠顯示出第一圖像，其中，

第一圖像包括m條曲線，m條曲線與所述m個(gè)反射組件能夠一一對(duì)應(yīng)，每條曲線都反應(yīng)出對(duì)應(yīng)高度隨時(shí)間變化的情況，對(duì)應(yīng)高度為曲線對(duì)應(yīng)反射組件的反射板所表征的液面或堆積沉沙的高度。

5.據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆防溢管液位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置還包括模擬單元和顯示單元，模擬單元能夠根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算出的m個(gè)反射組件的反射板所表征的液面或堆積沉沙的高度，模擬出防溢管徑向橫截面的液位-沉沙曲線，并通過顯示單元展示出來。

6.據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆防溢管液位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述反射組件還包括浮標(biāo)、減速擋板和限位器，其中，

浮標(biāo)設(shè)置在反射板之下，并能夠使所述反射板浮在鉆井液液面或堆積沉沙上；

減速擋板位于反射板的一側(cè)，且其板面與鉆井液流動(dòng)方向垂直；

限位器設(shè)置在所述滑軌上端，并能夠限制所述反射板向上的位移。